Грунты при укладке трубопроводов

Грунты при укладке трубопроводов

Если при возведении частного дома количество рабочих часов и объем вынутого грунта можно посчитать приблизительно, то крупное строительство требует точного расчета.

Чем сложнее архитектура, тем более тщательные вычисления необходимо сделать. Траншея под трубопровод на первый взгляд кажется простым объектом.

Из-за значительных размеров и разнообразия грунтов неточности в расчетах могут привести к серьезным ошибкам, завышению или занижению финансирования и снабжения рабочими ресурсами и механизмами.

Как рассчитать ширину траншеи под трубопровод, расскажем в статье.

Составные части расчета объема земляных работ при прокладке трубы

Грунты при укладке трубопроводовПланируя создание траншеи под трубопровод, необходимо рассчитать ее геометрические размеры. Для этого используют замеры геодезистов, съемки местности и планы строительства.

Расчеты производятся по геометрическим правилам определения объема фигуры. Для этого нужно знать несколько основных показателей. В первую очередь, форму траншеи.

В зависимости от характера грунта и особенностей трубопровода она может быть:

  1. Правильным прямоугольником, если благодаря плотному грунту получаются вертикальные боковые стенки.
  2. Трапецией при косых боковых стенках.

Для расчетов требуется узнать основные параметры траншеи:

  • общую длину;
  • высоту каждой из стенок;
  • ширину по дну и верхней поверхности;
  • кубатуру труб.

Используя замеры, определяется:

  • объем объекта,
  • периметр,
  • площадь,
  • количество вынутого грунта.

Если речь идет о траншее больших размеров или расположенной на пересеченной местности с различным уровнем поверхности, то площадь делится на несколько простых фигур. Все расчеты проводят как сумму параметров нескольких фигур.

Цели подсчета размеров

Грунты при укладке трубопроводов

Расчет объема земляных работ необходим для того, чтобы определить:

  1. Объем вынутого грунта.
  2. Затраты рабочего времени для ручного труда и машино-часов (затраты могут считаться с учетом того, что после укладки трубопровода траншею понадобится закопать).
  3. Грузоподъемность транспорта, необходимого для вывозки излишков грунта.

Конечная задача – расчет общей суммы затрат с учетом зарплаты рабочих и оплаты аренды механизмов.

При расчетах учитывают дополнительные работы, такие как:

  • выгрузка грунта в транспорт и вывоз его,
  • установка крепления вертикальных стенок,
  • засыпку,
  • приведение местности в первоначальное состояние.

Требования СП и СНиП

  • Принципы и требования к расчетам изложены в нормативных актах по строительству (СП – сводах правил и СНИП – строительных нормах и правилах, ТТК – типовых технологических картах).
  • Правила сооружения и нормативы земляных работ при устройстве траншей утверждены в:
  • Требования могут отличаться для газовых трубопроводов, водоводов и других технологических объектов.

Данные и формулы

Прежде, чем производить расчеты по формулам, необходимо определить особенности участка и характеристики трубопровода, которые влияют на применяемые параметры.

От качества грунта зависит величина поправок для определения общего объема грунта, допустимой крутизны откосов. Различные проценты используются при работах в песчаных почвах, легких и тяжелых суглинках, глине мягкой или жирной с учетом примесей щебня.

Необходимо учитывать место проведения работ. Прокладка траншей в поле, на улице города или в жилом дворе определяет характеристики используемой техники и допустимую минимальную глубину.

Сначала рассчитывается необходимая глубина траншеи (Н). Она зависит от уровня допустимой минимальной глубины (Нмин) и диаметра трубопровода (диаметр трубы + толщина изоляции — Ø с изоляцией): Н= Нмин + Ø с изоляцией.

Следующий показатель – ширина траншеи (В), которая определяется исходя из диаметра труб и допусков. Величина допуска вокруг трубы зависит от характера укладки (отдельными трубами, секциями, плетями). Общая ширина не может быть меньше 0,7 м, а при наличии боковых креплений – 0,8 м: В = Ø с изоляцией + допуск.

Ширина траншеи по дну и по верху равна только в плотных грунтах, на песчаных и супесчаных почвах траншея будет иметь форму трапеции. В этих случаях нужно рассчитать крутизну откосов с учетом глубины и длины траншеи.

Грунты при укладке трубопроводовКрутизна откоса (Кот) или уклон определяется как отношение глубины выемки (Н) и заложения, например:

  • Кот =Н/В = 1: 1 при откосе 45°;
  • Кот =Н/В = 1: 0,5 при откосе 63°;
  • Кот =Н/В = 1: 1,25 при откосе 38°.

Полученный коэффициент позволяет определить ширину траншеи в ее верхней части, для этого к параметрам основания прибавляется удвоенный размер откоса.

Объем работ (V) по выемке грунта рассчитывается отдельно для ручной и механизированной разработки. Исходя из практического опыта, соотношение (Кр) составляет 95 и 5%% за пределами населенного пункта и 85 и 15%% внутри города.

Для определения средней ширины (S) нужно сложить нижние и верхние размеры сложить и разделить пополам: W= (А+В) : 2.

Объем грунта, вынутый механизированным способом равен: Vэкс. = W х Н х L х (Крм/100) (м3), где Крм= 85 или 95.

Объем грунта, вынутый вручную равен: Vруч. = W х Н х L х (Крм/100) (м3), где Крм= 5 или 15.

Кроме основной траншеи правильной формы необходимо вырыть приямки, в которых устанавливаются сборники для конденсата и находятся места сварки стыков. Размеры приямков зависят от диаметра труб. Оптимальными считаются размеры:

  • длина L = 1,5 метра;
  • ширина (W) = Ø + 1,4 м;
  • глубина (Н) = 0,7 м от нижней части трубы.

Общий объем приямков обычно составляет до 5% от общего размера всей траншеи.

С учетом этого определяется общий объем работ на первой стадии, который равен: Vобщ.разраб. = Vэкс. + V.руч. + 0,05 (Vэкс. + V.руч) (м3).

Вторая часть земляных работ начинается при засыпке траншеи. Эта процедура состоит из нескольких последовательных действий. Сначала проводится ручная засыпка труб. Высота равняется диаметру трубы с учетом изоляции и засыпке сверху не менее 20 см: h = Ø + 0,2 (м).

Чтобы определить общие объемы засыпки, нужно найти объем траншеи, который непосредственно занят трубопроводом. Для этого используем формулу площади круга и длину траншеи: V трубы = π Ø /4 х L (м3).

Для дальнейших расчетов нужно из общего объема вынутого грунта вычесть рассчитанные размеры трубы и добавить размеры насыпи, над поверхностью грунта, если она есть.

Другим способом объем засыпки считается как сумма работ, выполненных вручную и бульдозером:

  1. Доля ручной работы составляет V руч. зас. = А х h х L — V трубы (м3).
  2. Доля работы бульдозером: V мех.зас. = (А+В)/2 х (H – h) * L (м3).

Дополнительно прибавляется объем ранее выкопанных приямков за минусом размеров установленного в них оборудования.

Для проверки можно просчитать баланс земляной массы: V общей разработки = V присыпки вручную + V уложенной трубы + V механизированной засыпки.

Чтобы определить объем грунта, который необходимо вывезти, нужно учесть количество земли, которая не вернется в траншею. Для этого используются уже известные данные вынутого грунта и коэффициент по остаточному разрыхлению (Ко). Такая корректировка необходима потому, что существует разница в объемах между плотным вынимаемым грунтом и возвращаемой разрыхленной землей.

Грунты при укладке трубопроводов

Оставшийся грунт будет разбросан по окружающей территории, если строительства идет в чистом поле. В городе или других стесненных условиях выкопанный и не возвращенный грунт необходимо вывезти.

Прежде чем заказывать транспортные средства для вывоза, нужно узнать объем грунта, который нужно загрузить в машины и вывезти. Для этого используется формула: V вывозки = V трубы + V остатка (м3). Исходя из объема, подбирают количество самосвалов с учетом их грузоподъемности.

Могут понадобиться дополнительные расчеты, например, для установки ограждения необходимо знать периметр траншеи. Для этого складывают длину и ширину (верхнюю), а затем умножают их в два раза: Р = (L + В) х 2 (м).

Если траншея имеет сложную форму, то расчеты производятся по каждому участку, а результаты суммируются.

Пример расчетов для траншеи при следующих данных:

  • длина L = 100 м;
  • ширина по дну А – 1 м;
  • ширина по верху В -1,5 метра;
  • диаметр трубы с с изоляцией Ø – 0,7 м;
  • глубина укладки – 1 метр.

Рассчитаем объем грунта, вынутый механизированным и ручным способом, а также общую величину с учетом приямков:

  1. Vэкс. = (1+1,5)/2 х 1 х 100 х (95/100) = 118,75 (м3), где Крм= 95%;
  2. Vруч. = (1+1,5)/2 х 1 х 100 х (5/100) = 6,25 (м3), где Крм= 5 %.
  3. Vобщ = Vэкс + Vруч + 0,05 (Vэкс + Vруч) = 118,75 + 6,25 + 0,05 (118,75 + 6,25) = 131,25(м3).

Аналогично можно сделать дальнейшие вычисления на стадии засыпки траншеи.

Где брать постоянные значения?

Существует ряд обязательных требований к проведению земляных работ, которые учитываются при проектировании строительства.

Все основные параметры приведены в отраслевых СНиПах и СП. Они разработаны с учетом требований безопасности строительства.

Например, в СП 45.13330.2012 по земляным сооружениям приводится таблица минимальной ширины траншей, рассчитанной с способа разработки грунта и способа соединения труб:

Способ укладки трубопровода Ширина при сварном соединении Ширина при муфтовом, фланцевом соединении
Отдельными секциями если наружный диаметр труб:

  • меньше 0,7 м;
  • больше 0,7 м.
 

  • Ø + 0,3, но не меньше 0,7 м;
  • 1,5 Ø.
Тоже при узкотраншейном методе (Ø до 219 мм) без спуска людей в траншеи  
Ø + 0,2
Отдельными трубами при диаметре:

  • до 0,5 м;
  • от 0,5 до 1,6 м.

Здесь же приведена таблица минимальных размеров приямков с учетом вида труб, способа соединений, уплотнителя, условного прохода трубопровода.

Как подсчитать объем грунта под разные виды трубопроводов?

Для различных видов трубопроводов предъявляются специальные требования. Например:

  1. Грунты при укладке трубопроводовПри укладке водопровода глубина траншеи должна быть больше чем глубина промерзания грунта, в разных местностях это может составлять от 1,5 до 3 метров;
  2. Для канализационных трубопроводов необходимо обеспечить постоянный уклон траншеи, не менее 1% на 10 метров, чтобы обеспечить естественный отвод;
  3. При возведении газопроводов обязательно на дно укладывается песчаная подушка.

Перечисленные особенности учитываются в расчетах. При определении глубины траншеи под водопровод учитывается не только диаметр трубы, но и глубина промерзания. В формулах участвует та величина, которая больше.

Читайте также:  Как записывается диаметр трубы

Глубина траншеи для канализационного трубопровода берется не в виде постоянной величины, а вычисляется как средний показатель: (Глубина в начале + Глубина в конце траншее) : 2. При укладке газопровода глубину траншеи изначально увеличивается на 10-15 см (толщину песчаной подушки).

Заказчики могут предъявлять дополнительные требования к прокладке траншей, если они не идут вразрез с установленными нормативами и правилами.

Расценки в смете при рытье траншей

При оформлении заказа на подготовку траншеи под трубопровод (газовый, водяной или канализационный) производят расчет стоимости работ с учетом особенностей каждого объекта.

За основу берутся начальные тарифы за 1 метр:

  • кубический, т.е. с учетом глубины, ширины и длины траншеи;
  • погонный, за длину траншеи.

Тарифы корректируются с учетом дополнительных условий:

  • характеристики почвы (супеси, глиноземы, так далее);
  • ландшафт территории (уклон местности, наличие возвышенностей, оврагов, асфальта, бетона, камней, деревьев);
  • глубина промерзания;
  • вид траншеи (с откосами, сложной формы);
  • предварительная подготовка территории, например, снятие плодородного слоя почвы)
  • тип механизации (экскаватор, траншеекопатель, землеройная машина) с учетом мощности, размера ковша;
  • доля ручной работы;
  • необходимость вывоза грунта;
  • срочность выполнения заказа.

Таблица расчета цены за работу:

За 1 кубический метр Вручную Экскаватором
С учетом почвы:

  • песчаная;
  • суглинки;
  • глина жирная.
Независимо от сложности 350
Сложный рельеф + 5%
Предварительные работы (подготовка местности) 480
Укрепление стенок траншеи 240
Использование экскаватора 350 150
Загрузка земли в машины 500 320
Засыпка траншеи 360 170
Вывоз грунта 450 250
Уборка территории 100

В таблице приведены минимальные тарифы. При расчете объем выполняемых работ и расценки согласуются с заказчиком

Если вас интересует, что собой представляет траншея в строительстве, каково ее устройство, методы разработки, загляните в этот раздел.

Заключение

Для определения стоимости земляных работ по обустройству траншей под трубопроводы различного назначения, необходимо провести расчет объемов грунта, вынутого из земли, засыпанного обратно и вывезенного за территорию строительства.

Такие вычисления необходимы также для определения необходимости в рабочей силе, землеройной технике и грузовом транспорте. Расчеты производятся на основании данных геодезической съемки, а если она не проводилась, то с привлечением плана местности.

Способы прокладки трубопроводов

Грунты при укладке трубопроводов

Трубопроводы – подземные и надземные – одна из важнейших коммуникаций городов, хозяйств, предприятий. Системы водоснабжения и водоподготовки, транспортировки жидких сред, отопления, газовые и нефтяные магистрали – все это трубопроводные сборки. От того, насколько грамотно они реализованы, зависит бесперебойность их работы, безопасность и стоимость обслуживания.

Существует свод правил и технологий строительства трубопроводных магистралей разного назначения, соблюдение которых регламентируется на самом высоком уровне. Нормативы для конкретных проектов прямо зависят от способа сборки, а их существует несколько.

Виды монтажа

Грунты при укладке трубопроводов

Все способы можно разделить на 2 большие группы.

  1. Подземная установка. Она применяется чаще и проводится с применением 1 из 2 технологий.
    • Бесканальная прокладка трубопроводов.
    • Подземное устройство в каналах.
  2. Надземная прокладка трубопровода. Предполагает монтаж труб на поверхности земли или на расстоянии от нее (актуально для трубопроводов над трассами, в этом случае высота размещения труб должна быть достаточной, чтобы трубопроводная магистраль не мешала работе трассы). Надземные трубопроводы незаменимы, когда маршрут труб пролегает через овраги, пути транспортного следования, реки, иные сооружения. Надземная прокладка трубопровода выполняется в каналах (лотках). Они могут располагаться на грунте или быть слегка в него заглублены, такой способ монтажа актуален в регионах с холодным климатом, которым свойственно присутствие вечномерзлых почв.

Выбор способа устройства трубопроводной линии зависит от ряда условий.

Среди них планировочные факторы (назначение, пересечения маршрута с сооружениями и объектами), природные (категория почвы), финансовые (бюджет строительства) и прочие (требования к эстетике вида инженерной системы).

Решение по технологии принимается после проведения расчетов по разным вариантам монтажа и должно быть ориентировано в первую очередь на оптимизацию стоимости коммуникации.

Причем учитываться в технико-экономическом обосновании должна не только цена строительства, но и сервисная составляющая стоимости проекта. Пример – прокладка трубопровода отопления. Выбор в пользу подземного устройства позволит снизить капитальные расходы на постройку. Но в практике обслуживания стоимость будет выше, чем у надземной прокладки в силу:

  • необходимости устройства изоляции (при бесканальной укладке теплопотери будут выше, особенно во влажной почве);
  • дополнительной постоянной поддержки во избежание раннего износа.

Методы строительства подземных систем

Наиболее распространенные методы прокладки трубопровода:

  • бестраншейный (укладка под землю без вскрытия грунта);
  • открытый вариант (сборка по опорам, может проводиться в проходных или непроходных коллекторах);
  • скрытый способ монтажа (готовятся траншеи, по которым тянутся трубы).

Проект может быть сложным или простым. В первом случае (как правило, применяется для прокладки трубопроводов водоснабжения в городских условиях траншейным или канальным способом) в одной траншее могут проходить несколько разных магистралей – коробы с кабелями, отопительная сеть и водообеспечение, например.

Одно из важных условий долговечности службы всей сборки – выбор соответствующего материала труб. В современной практике применяют изделия из пластика, асбеста, металла (сталь, медь), керамики, бетона.

Открытый способ

Грунты при укладке трубопроводов

Открытый способ прокладки трубопровода нельзя назвать популярным решением. Скорее, это компромисс, актуальный в случаях, когда укладка закрытым методом невозможна.

Этапы работ:

  • подготовка и выравнивание траншеи для прокладки трубопровода;
  • укрепление стенок и дна выработки;
  • насыпь песчаной подушки;
  • монтаж (сборка) труб;
  • укрывание трубных секций;
  • закрытие траншеи;
  • выравнивание поверхности и восстановление покрытия (если оно имело место), ландшафтного объекта.

Открытая сеть может устраиваться и в непроходных каналах. Тогда трубы магистрали не будут подвергаться постоянному механическому воздействию (давлению) в периоды подвижек и пучения грунта. Правда, ремонт затрудняется из-за менее комфортного доступа непосредственно к секциям.

К плюсам открытой подземной прокладки трубопровода относят возможность ее проведения в случаях, которые исключают скрытый метод монтажа. Минусы:

  • высокая цена проекта (необходимость проводить трудоемкие земляные работы, восстанавливать ландшафт);
  • обязательный перерыв в работе объектов по линии маршрута;
  • создание аварийно опасных зон в месте вскрытия грунта.

Монтаж в каналах

Грунты при укладке трубопроводов

Каналы (лотки) используют для защиты труб при их подземном расположении. Среди задач, которые выполняют канальные сборки:

  • изоляция (в первую очередь тепловая);
  • обеспечение свободного удлинения трубы под действием высоких температур.

Укладывают каналы на подвижные опоры под перекрытия, в том числе в зонах автомобильных дорог. Минимальная глубина размещения лотка – 0,6 м (движение транспорта запрещено) или 0,8–1,2 м (под действующей дорогой).

Расчет глубины производится с учетом соблюдения 2 условий: определение минимально возможного безопасного заглубления и обеспечение эффективного распределения внешних нагрузок (в том числе, автотранспортных) на трубопроводную сеть.

По конструктивному признаку различают проходные, непроходные и полупроходные трубопроводные (теплопроводные) каналы. Вне зависимости от конструкции все лотки укладываются на опоры. При монтаже предусматривают 2 вида уклона:

  • продольный всей сети минимум на 0,002 для удаления воды (из нижних точек она отводится в дренажную систему самотеком, другой вариант – устройство приямков и удаление принудительно в канализацию насосом);
  • поперечный уклон перекрытий на 1–2% для удаления атмосферной влаги и паводковых вод.

Дополнительная защита от разрушительного действия влаги используется на участках с высоким уровнем подземных вод. Здесь нужна гидроизоляция стенок, перекрытий, канального дна.

Бесканальная прокладка трубопровода

Грунты при укладке трубопроводов

В отличие от канального метода, при бесканальном устройстве систем подвижные опоры и лотки не используются. Бесканальная прокладка трубопровода нашла широкое применение в регионах с сухими почвами, хотя на влажных грунтах бесканальные системы тоже устанавливают (с дренажом). В качестве защиты здесь выступает изоляционная оболочка. Особенности бесканальной прокладки:

  • подготовка траншеи под укладку (ее дно должно быть максимально ровным);
  • устройство «подушки» из трамбованного песка, которая должна быть толщиной не менее 10 см (для глинистых почв – 10–15 см);
  • неподвижными опорами при бесканальной прокладке выступают стенки из ЖБИ (монтируются под прямым углом к трубопроводу);
  • в нишах (камерах) устанавливаются компенсаторы, которые могут быть сальниковыми или гнутыми. Они отвечают за компенсацию перемещений труб под действием температур при бесканальной прокладке.

К плюсам бесканальной прокладки относят выгодную стоимость строительства трубопровода, минимальный объем работ, короткие сроки реализации проектов. Есть и минусы: затрудненный ремонт и механическая фиксация (зажатие) труб грунтом, что затрудняет их тепловое перемещение.

Надземная прокладка

Грунты при укладке трубопроводов

Условия, в которых надземная прокладка трубопровода оправдана и эффективна:

  • в районе с сильнольдистыми грунтами (или подземными льдами);
  • на пересеченной местности (водоемы, овраги, жилые и промышленные объекты, иные препятствия по маршруту, которые поможет преодолеть только надземная установка);
  • высокая активность криогенных процессов в регионе.

Для надземной прокладки применяют трубы из хладостойкой стали с обязательной изоляцией. Для надежности и безопасности системы она усиливается опорами из ЖБИ.

По сравнению с подземным способом надземная прокладка обеспечивает качественный отвод воды (поверхностной), исключает урон экологии, повреждение грунтовых слоев, упрощает обслуживание магистралей.

Но популярностью надземный монтаж не пользуется из-за цены строительства и обслуживания. Работы по прокладке трубопровода требуют большого опыта и высокой квалификации исполнителей.

К этому добавляются расход дорогих материалов, и жесткие требования к расчетам.

Прокладка трубопроводов в условиях вечной мерзлоты

Основными характеристиками температурного режима вечномерзлых грунтов являются температура верхней границы зоны нулевых годовых амплитуд и толщина деятельного слоя.

Читайте также:  Дисковый отрезной станок по металлу: выбор оборудования

Деятельный слой – поверхностный грунт, который ежегодно оттаивает летом и вновь замерзает зимой. Сезонное оттаивание грунта летом в заполярных районах составляет в среднем от 0,5 до 3м.

При переходе грунтов из мерзлого состояния в талое их несущая способность понижается, а для грунтов с высокой льдистостью становится ничтожной.

Применяются два основных принципа:

  1. Использование грунтов оснований в мерзлом состоянии.
  2. Использование грунтов оснований в оттаивающем и оттаявшем состоянии.

Строительство по принципу 1 рекомендуется для грунтов, находящихся в твердомерзлом состоянии.

Для сохранения грунтов в мерзлом состоянии предусматривается устройство продуваемого холодного подполья с естественной круглогодичной вентиляцией.

При низких среднегодовых температурах грунтов (ниже -3) возможно применение вентилируемой подсыпки из крупнообломочных грунтов, так называемого, термоизолирующего слоя.

Строительство по принципу 2 осуществляется при неглубоком залегании скальных грунтов, а также в районах при не сплошном распространении вечномерзлых грунтов.

При этом в процессе эксплуатации зданий и сооружений необходимо предусматривать мероприятия по уменьшению неравномерности осадок путем равномерного распределения нагрузок на фундаменты и устройства теплоизолирующей искусственной грунтовой подушки под основанием зданий и сооружений [1].

Прокладка трубопроводов

Существуют следующие виды прокладки водоотводящих коммуникаций: подземная, наземная и надземная (рис.1). Они в свою очередь могут быть одиночными и совмещенными. При проектировании и строительстве сетей канализации следует учитывать взаимную зависимость типа прокладки и условий ее применения [2].

Подземная. По сравнению с другими типами прокладки трубопроводов подземная прокладка обладает некоторыми преимуществами.

При подземной прокладке не загромождается территория населенного места, чем достигается максимальное ее благоустройство; уменьшается снегозаносимость; облегчается поверхностный водоотвод атмосферных вод.

Кроме того, при подземной прокладке вокруг трубопровода образуется талик, который является аккумулятором тепла и защищающий периодически действующие трубопроводы канализации от замерзания в них жидкости.

В настоящие время в практики строительства известен ряд типов искусственных оснований под трубопроводы, устраиваемых в условиях вечной мерзлоты: свайные, продольно лежневые опоры, “плавающие” – сплошные настилы из пластин, уложенные поперек траншеи, подземные эстакады. Эти конструкции относятся к числу сложных, трудоемких и дорогостоящих решений. Рациональным типом оснований может быть грунтовое основание. Его можно устраивать путем замены местного грунта в основании или предпостроечного оттаивания и уплотнения грунтов основания.

Грунты при укладке трубопроводов

Рис. 1. Виды прокладки трубопроводов

Таблица

Высота слоя замененного грунта

Степень просадочности грунта, в % Диаметр трубопровода, в м Глубина заложения до верха трубы Толщина слоя глинобетона под трубопродовом, в см Высота слоя замененного грунта, в см
Менее 3 150-200 70-100 25
110-150 25
250-300 70-100 25
110-150 25
От 3 до 6 150-200 70-100 25 60
110-150 25 80
250-300 70-100 30 80
110-150 30 100
Более 6 150-200 70-100 25 80
110-150 30 110
250-300 70-100 35 100
110-150 35 120

Высота слоя замены грунта, приведенная в таблице проверяется тепловым расчетом, которым определяется радиус талого грунта под трубопроводом по известным расчетным формулам А.А. Андрияшего, Д.В. Редозубого,

Одним из видов подземной прокладки трубопроводов в условиях просадочных льдонасыщенных грунтов является совмещенная прокладка всех или нескольких инженерных сетей в проходных железобетонных каналах. Проходные каналы могут быть одноярусными или двухъярусными

Наземная прокладка.

Наземная прокладка канализационных трубопроводов в практике строительства встречается значительно реже подземной и может быть осуществлена при наличии достаточно естественного уклона местности (рис.2).

Ее следует применять вне застройки населенных мест. При достаточном уклоне местности лучшим способом следует считать прокладку коммуникаций в проветриваемых подпольях под зданиями.

Наземная прокладка трубопроводов имеет перед подземной прокладкой непосредственное в грунте или в непроходных каналах ряд преимуществ: ограниченное тепловое воздействие на вечномерзлые грунты; простота обслуживания и ремонта, а также возможность быстрой ликвидации аварии; как правило, меньшая стоимость строительства и эксплуатации.

Грунты при укладке трубопроводов

Рис. 2. Наземная прокладка

Наряду с преимуществами наземная прикладка имеет существенные недостатки: загромождение территории населенного места; сложность пересечения с проездами; повышенные теплопотери; необходимость устройства теплоизоляции и предотвращения тепловых деформаций.

Частота отказа на 1 км трассы при подземном способе – 3, надземном – 0,42, подземном – 0,13. Анализ трассы Соленинское-Месояха-Норильск [3].

Прокладка в земляных валиках. В случае отсутствия теплоизоляционных материалов на месте и при высоком уровне грунтовых вод применяется одиночная прокладка трубопроводов в земляных валиках.

Земляные валики можно отсыпать или по естественному растительному покрову (рис. 3.), или над выемкой, заполненной замененным грунтом (полувыемка – полунасыпь). Если по теплотехническим расчетам окажется, что валик получается выше 1,2 м, то следует применять полувыемку-полунасыпь, заполнив выемку сухим, уплотненным мало фильтрующим грунтом. Глубина выемки принимается до 0,8-l,l м.

Грунты при укладке трубопроводов

Рис. 3. Прокладка трубопровода в земляном валике

  • Прокладку трубопроводов в земляных валиках следует осуществлять вне территории населенных мест. Преимуществами прокладки сетей в земляных валиках является:
  • по сравнению с наземной прокладкой: наличие талика вокруг труб, допускающего более длительный перерыв движения жидкости по ним; отсутствие тепло- и гидроизоляции трубопроводов; простота строительства и экономия капитальных затрат;
  • по сравнению с подземной прокладкой: простота и экономичность устройства; отсутствие трудоемких и дорогостоящих земляных работ по рытью траншей; значительно легче обнаружить и устранить утечки воды из труб; исключается фильтрация надмерзлотных вод вдоль труб.
  • В тоже время этот тип прокладки имеет ряд недостатков: загромождается территория; увеличивается ее снегозаносимость; требуются дополнительные устройства по организации отвода поверхностных вод.
  • Глубина заложения трубопроводов

На глубину заложения канализационных трубопроводов в грунт основное влияние оказывает рельеф местности. Умелое использование рельефа местности при трассировке канализационных сетей может привести к значительному уменьшению их глубины заложения [4].

Влияние на целостность трубопроводов глубины их заложения объясняется физической сущностью тепловых процессов, происходящих в грунте. Между поверхностью грунта и наружным воздухом происходит довольно интенсивный теплообмен, в результате чего верхний слой грунта глубиной 0,5-1 м в период холодного времени года имеет более низкую минимальную температуру, чем нижележащие слон грунта.

Суточные колебания температуры наблюдается только в неглубоком верхнем слое грунта и уже на глубине 0,5-0,6 м затухают. На большей глубине происходит изменение температуры грунта под влиянием внешних факторов, постоянно действующих довольно длительное время от нескольких суток до месяца.

Помимо изложенного следует отметить, что грунт, окружающий трубопровод является своего рода теплоизоляцией и чем более мощным слоем он прикрывает трубопровод, тем меньше тепла уходит через поверхность грунта в воздух. Следовательно, при глубоком заложении большая часть тепла участвует в растеплении грунта вокруг трубопровода, чем при мелком его заложении.

Из сказанного следует, что при глубоком заложении трубопровода вокруг него образуется талая зона грунта (талик) значительно большей величины, чем при мелком заложении.

Талик вокруг трубопровода, уложенного во влажных просадочных грунтах, и представляет собой разжиженную массу, которая обладает исключительно малой несущей способностью. Очевидно, что чем меньше размеры талика, тем устойчивее будет трубопровод при эксплуатации.

с уменьшением глубины заложения снижается стоимость строительства и ремонта трубопроводов, облегчаются условия их эксплуатации.

Оптимальным решением, при достаточной мощности деятельного слоя, является прокладка трубопроводом в этом слое, так как в этом случае может отсутствовать деградация вечной мерзлоты в основании трубопровода и, следовательно, отпадает необходимость устройства искусственного основания под ним.

Следовательно, целесообразно прокладывать трубы на глубине 0,7-1 м. При устройстве самотечных канализационных сетей такая глубина заложения по условиям рельефа местности может быть превышена. Поэтому максимальную глубину заложения можно допускать 2,5-3м. Если этой глубины недостаточно, следует устраивать станцию перекачки [5].

Заключение

Способ прокладки инженерных коммуникаций зависит от способности грунтов к просадке при оттаивании. Водонесущие коммуникации прокладываются раздельно или совместно в каналах; способ прокладки может быть подземным, наземным или надземным.

При подземной прокладке теплого трубопровода вокруг труб образуются большие ореолы оттаивания и грунт в основании труб проседает, деформируя трубопровод.

Кроме того, в результате оттаивания происходит осадка дневной поверхности и это при наличии высокольдистых грунтов или подземного льда может привести к термокарсту. При подземной прокладке холодного трубопровода вокруг труб образуется ореол промерзания.

Если ниже труб находится талый грунт, то трубопровод может быть разрушен силами нормального пучения.

Прокладка и монтаж водопроводной трубы пнд в земле закрытым способом – Проф Трубы

Грунты при укладке трубопроводов

  • Водопроводные или канализационные трубы, помимо внутренних магистралей, идущих в зданиях, имеют выход в наружные системы.
  • Для скрытия и защиты коммуникаций прибегают к помещению их под слой грунта.
  • Технологий, позволяющих разместить трубы в земле, всего две: траншейная и обходящаяся без выкапывания рвов (бестраншейная).
  • Рассмотрим, как проходит монтаж трубопровода этими способами.

Траншейный способ прокладки

При помещении водопровода под слой земли учитывают только степень зимнего промерзания грунта.

В средней полосе углубление рва для трубы, проходящей без дополнительного подогрева, не может быть менее 2-х метров. В северных и южных частях углубление может быть немного больше или меньше.

Напорные пластиковые трубы или любые другие, герметично соединенные между собой, укладывают на песчаную или гравиевую подушку. При необходимости утепляют рукавом или пропускают специальный прогревающий кабель рядом с коммуникацией. Утрамбовывать землю непосредственно над трубой категорически запрещается.

Канализационный трубопровод, помимо соблюдения глубины помещения, нуждается в уклоне. Это необходимо для того, чтобы сливные воды, подчиняясь силе тяжести, стекали по системе в колодцы и очистные сооружения. Норма уклона – 2 см на каждый метр коммуникации.

Читайте также:  Труба 125 мм стальная бесшовная

Недостатки способа:

  • Высокая стоимость работ. Для выкапывания рва необходимо прибегать к услугам экскаватора или копачей, что достаточно дорого.
  • Порча внешнего вида участка. Обжитые дворы, обустроенные клумбами, тротуарами и площадками для отдыха, уродуются траншеями и горами выкопанной из них земли.
  • Большая длительность подготовительных работ. Проложенный экскаватором ров нуждается в корректировке, размещении подушки, последующем засыпании.

Бестраншейная технология прокладки труб

В целях экономии времени, средств и сохранения эстетического вида прилегающей к строениям территории применяют бестраншейный способ помещения трубопровода в грунт. Для работ используют или пневмопробойник, или машину для забивания труб.

Как работает пневмопробойник

На двух концах участка, через который будет проходить магистраль, выкапываются широкие ямы. Их глубина должна быть больше, чем планируемый уровень размещения коммуникации. На опорную раму помещается пневмопробойник с подходящей диаметру труб насадкой.

Вымеряется угол наклона, и агрегат благодаря вибрации и усилию ударника, внедряется в грунт. Пневмопробойник может увлекать трубу в отверстие следом, а может просто проделывать тоннель в слое почвы.

Аппараты оснащаются разнообразными насадками и стартовыми установками, позволяющими углубляться в землю под любым углом.

Как работает машина для забивания труб

Машина, применяемая для вбивания труб в грунт, представляет собой ударный узел, работающий от передвижного или стационарно установленного источника сжатого воздуха. Она имеет переходник, обеспечивающий сцепление трубы и агрегата.

Существует два метода прокладывания труб посредством машины: закрытым концом (оголовок края выступает в роли тарана) и открытым (с наполнением пустоты трубы грунтом). Во втором случае понадобится грунтозаборное устройство, без которого удаление почвы из полости будущей магистрали будет невозможно.

Размещенные подобным образом трубы могут эксплуатироваться в роли частей коммуникации или рукавов для размещения трубопровода меньшего диаметра.

Для успешной работы машины для забивания труб и пневмопробойника необходимы определенные условия.

Основные условия для работы:

  • Колодцы, соединяющие части системы трубопровода, должны располагаться на расстоянии 15 м друг от друга.
  • Глубина выкопанного котлована должна в десять раз превышать диаметр прокладываемой трубы. Это связано с практически ощутимой деформацией грунта, окружающего коммуникации (величина соответствует пяти диаметрам помещенного в землю трубопровода).
  1. К недостаткам агрегата относят невозможность изменения угла пробивки.

  2. Выставленный на старте уклон сохранится до самого завершения движения прибора в слое грунта.
  3. Источник:

Как правильно проложить трубу водоснабжения в дом

Естественные и искусственные основания под трубопроводы

Производство земляных работ при прокладке наружных сетей водоснабжения и канализации разрешается только после выполнения геодезических разбивочных работ по выносу в натуру проекта земляных сооружений и постановки соответствующих разбивочных знаков.

Представитель монтажной организации совместно с заказчиком должны освидетельствовать разбивку сооружений, выполненную подрядчиком, и составить акт с приложением разбивочных схем.

В соответствии с требованиями СНиП 3.02.

01—87 наименьшая ширина траншей по дну при прокладке сетей водоснабжения и канализации назначается в зависимости от материалов прокладываемых трубопроводов и способов их укладки.

При устройстве искусственных оснований под трубопроводы и коллекторы, когда размер основания больше ширины траншеи, принятой по табл. 3.1, последнюю принимают равной ширине искусственного основания плюс 0,2 м.

При прокладке наружных сетей водоснабжения и канализации в черте города траншеи для прокладки трубопроводов приходится выполнять с вертикальными откосами, чтобы не обнажать фундаменты существующих зданий. В этих случаях ширину траншеи назначают такой, чтобы расстояние в свету между трубопроводами и досками крепления вертикальных откосов составляло не менее 0,7 м.

Ширина траншей, разрабатываемых с откосами, в грунтах, расположенных выше уровня грунтовых вод, должна быть: при укладке трубопроводов из отдельных труб — не менее Д +0,5 м, при укладке плетей — не менее Д +0,3 м (независимо от диаметра труб).

Разработка траншей роторными и траншейными экскаваторами (чаще всего в полевых условиях) с устройством вертикальных стенок откосов без установки креплений допускается в связных грунтах (суглинках, глинах) на глубину не более 3 м.

Монтаж трубопроводов с заделкой стыков в траншеях, особенно с незакрепленными вертикальными стенками, желательно выполнять в предельно короткие сроки. В местах организации стыков при прокладке трубопроводов систем водоснабжения и канализации из отдельных труб в траншеях устраивают приямки, размеры которых принимаются по таблице.

При монтаже наружных сетей водоснабжения и канализации для надежной их эксплуатации важное значение имеет качество основания, на которое укладываются монтируемые трубопроводы. Тип основания под трубопроводы необходимо принимать в зависимости от несущей способности грунтов и внешних нагрузок. Необходимость устройства искусственного основания под трубопроводы определяется проектом.

Искусственные основания могут быть песчаными, гравийными, щебеночными, бетонными (монолитными и сборными), деревянными и свайными.

При укладке труб на естественное основание для увеличения его несущей способности во избежание сдвига труб во время производства работ по заделке стыков основание выбирают в соответствии с внешним очертанием укладываемой трубы, не допуская образования в нем впадин .

Согласно СНиП 2.04.03—85 во всех грунтах, за исключением скальных, плывунных, болотистых и просадочных I типа, необходимо предусматривать укладку трубопроводов непосредственно на выровненное и утрамбованное дно траншеи.

Керамические трубы малых диаметров укладываются в траншеи на естественное основание. При диаметре же труб 450… 600 мм устраивается искусственное щебеночное основание для предупреждения возможных просадок и поломки раструбных соединений.

Укладка бетонных и железобетонных труб на естественное основание производится в редких случаях. Обычно для таких труб делают искусственное основание из щебня или гравия с подбивкой бетонной смеси с боков труб.

В скальных грунтах под трубопроводы необходимо устраивать подушку толщиной не менее 10 см из местного песчаного или гравелистого грунтов.

При прокладке сетей в болотистых почвах и плывунах для предотвращения просадки канализационного трубопровода готовят особо прочные основания: бетонные подушки сверх втрамбованного в грунт щебня, ростверки на сваях, основания из железобетонных плит, уложенных на сваях, и т. п.

При монтаже трубопроводов в пучинистых грунтах в зимнее время основание траншеи необходимо предохранять от промерзания или непосредственно перед укладкой удалять со дна ее мерзлый грунт и заменять его слоем песчано-гравелистого грунта, не содержащего камней.

Тип искусственного основания, как уже указывалось, в каждом конкретном случае устанавливается проектом. Некоторые типы искусственных оснований под трубопроводы показаны на рис. 3.8.

Грунты при укладке трубопроводов

Альбом технологических схем выполнения земляных работ при прокладке магистральных и промысловых трубопроводов в различных природно-климатических условиях (Разработка траншей, их засыпка, рекультивация строительной полосы)

     МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов вниист

Альбом технологических схем выполнения земляных работ при прокладке магистральных и промысловых трубопроводов в различных природно-климатических условиях

(Разработка траншей, их засыпка, рекультивация строительной полосы)

Настоящий Альбом технологических схем разработан сотрудниками ВНИИСТа: кандидатами техн. наук И.А.Борисенковым и Р.Д.Габелая.

Авторы не пытались привести в этом Альбоме все технологические схемы, что практически невозможно, включив в него наиболее употребительные, оптимальные, опробованные на практике и давшие хорошие результаты, применение которых позволит ускорить и удешевить земляные работы в трубопроводном строительстве при хорошем их качестве.

Альбом может быть использован при разработке проекта организации строительства и проекта производства работ.

Технология выполнения земляных работ при прокладке магистральных и промысловых трубопроводов постоянно совершенствуется с изменением конструкции прокладки и условий строительства таких объектов, а также природно-климатических и инженерно-геологических характеристик районов, по которым прокладываются эти магистрали. Технологические схемы производства земляных работ изменяются и в связи с появлением все более прогрессивных средств их механизации.

К настоящему времени уже накоплен определенный опыт выполнения земляных работ, что позволяет типизировать их технологические схемы. Это существенно облегчит практическую работу специалистов строительных организаций отрасли по выбору землеройной техники для каждого конкретного случая устройства траншей и их засыпки.

Разработанные ВНИИСТом, проектными и производственными организациями Миннефтегазстроя технологические схемы выполнения земляных работ, применяемые в практике, разбросаны по разным источникам, что затрудняет их отыскание, а некоторые из них даже не опубликованы.

Назрела необходимость все известное, новое и прогрессивное в этой области свести в единый документ, который должен существенно облегчить выбор оптимальных вариантов технологических схем выполнения земляных работ для каждого конкретного случая строительства трубопровода в различных природно-климатических и инженерно-геологических условиях.

  • Профиль траншеи зависит от диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических условий трассы и назначения трубопровода.
  • Глубина траншеи принимается не менее:
  • при диаметре трубопровода менее 1000 мм

при диаметре трубопровода 1000 мм и более

  1. При пересечении оросительных и осушительных каналов заглубление трубопровода от дна канала принимается 1,1 м.
  2. При балластировке трубопровода грузами к значению добавляется – толщина груза над трубопроводом.
  3. Глубина траншеи для водоводов в мерзлых грунтах принимается , где – глубина промерзания грунта.
  4. Ширина траншеи по низу назначается не менее:
  • 300 мм – для трубопроводов диаметром до 700 мм;
  • 1,5 – для трубопроводов 700 мм и более.

Допускается уменьшать ширину до 500 мм для трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм.

При балластировке трубопроводов грузами ширину траншеи назначают из условия обеспечения расстояния между грузом и стенкой траншеи не менее 0,2 м.

Наибольшая крутизна откосов траншеи без крепления принимается в соответствии со СНиП 3.02.02* “Земляные сооружения”.

________________

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector